Ученые Пермского Политеха выяснили как сделать АБС-пластик прочнее
АБС-пластик — один из самых популярных материалов, из которого создают детали салона и кузова в автомобильной промышленности, корпусы электроники и бытовой техники, канцтовары, игрушки, мебельную фурнитуру. Его широко используют благодаря простоте использования и доступной цене. Но такому пластику присущ ряд ограничений: низкая прочность и склонность к деформированию под нагрузками. Это препятствует его применению в сложных инженерных приложениях. С помощью 3D-печати и армирования АБС-пластик можно сделать крепче и долговечнее. Ученые ПНИПУ выяснили, как на его механические характеристики повлияет наполнение волокнами из различных материалов.
Исследование опубликовано в журнале Polymers. Выполнено при поддержке Российского научного фонда. Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) активно применяют в аддитивных технологиях. Модифицировать этот вид пластика можно с помощью включения в него коротких волокон. По сравнению с обычными материалами такие композиты адаптируются к широкому спектру задач, потому что обладают повышенными физико-механическими свойствами – улучшенной прочностью на растяжение, жесткостью, ударопрочностью, стабильностью размеров, термо- и химической стойкостью.
Ученые Пермского Политеха провели исследование, в котором определили свойства (модуль упругости, предел прочности при растяжении и вязкость разрушения) образцов АБС с различным типом коротковолокнистых наполнителей: углерод, стекло и базальт. Все они созданы с использованием трехмерной печати с различными производственными параметрами – диаметром сопла, из которого подается расплавленный материал, и углом заполнения.
У каждого типа волокна есть уникальные свойства и преимущества. Например, добавление углерода в АБС-пластик приводит к исключительному соотношению прочности к весу и жесткости. Эти частицы легкие, что помогает поддерживать общий вес деталей и обеспечить превосходную прочность. Углеродные волокна отличаются электропроводностью и могут применяться для рассеивания статического электричества. Хотя такой тип обладает самыми уникальными эксплуатационными характеристиками, он, как правило, стоит дороже, чем другие армирующие агенты. Стеклянные и базальтовые волокна обеспечивают баланс между производительностью и доступностью по цене, что делает их более привлекательным выбором для многих применений.
Политехники оценивали механические свойства образцов с помощью серии экспериментов на растяжение и изгиб. Ученые исследовали внутренние микроструктурные характеристики композитов и обнаружили, что использование нити АБС с короткими волокнами может увеличить модуль упругости и предел прочности при растяжении более чем в 1,7 и 1,5 раза соответственно. При этом образцы АБС с углеродом значительно превосходят по трещиностойкости материалы, армированные стеклом и базальтом.
«Диаметр сопла был одним из наиболее важных параметров, которые влияют на механические характеристики образцов. Максимальная прочность достигнута при использовании сопла диаметром 0,8 мм для всех типов наполнителей. Использование армированного АБС при трехмерной печати позволит увеличить прочность изделий на 60 процентов», – поделился кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ Михаил Ташкинов.
Ученые Пермского Политеха получили новые данные относительно жесткости и прочностных свойств образцов, армированных различными короткими волокнами. Они определили наиболее оптимальные параметры для контроля и улучшения свойств деталей из АБС-пластика, армированного разным типом коротких волокон, что значительно улучшает прочность изделий.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно